非線性光學(xué)晶體手冊(cè)

前言

自20世紀(jì)60年代激光問世以來，非線性光學(xué)得到了快速發(fā)展。它是研究激光與物質(zhì)相互作用所產(chǎn)生的各種非線性光學(xué)現(xiàn)象的一門學(xué)科。非線性光學(xué)有許多應(yīng)用：開辟新的激光波段，壓縮激光脈寬，提高光譜分辨率，消除光在傳播中的畸變等。非線性光學(xué)晶體是非線性光學(xué)的重要基礎(chǔ)。利用非線性光學(xué)晶體可以制作改變激光波長(zhǎng)頻率的變化裝置：光開關(guān)等。由于它們的特殊重要性，非線性光學(xué)晶體已經(jīng)成為晶體材料基礎(chǔ)上發(fā)展起來和激光技術(shù)相關(guān)的新型交叉學(xué)科。由V．G。Dmitriev，G．G．Gurzadyan和D。N．N：ikogosyan三人編著的《非線性光學(xué)晶體手冊(cè)》歷經(jīng)三版，收集了自20世紀(jì)60年代開始到1999年為止被廣泛研究和應(yīng)用的77種非線性光學(xué)晶體的基本數(shù)據(jù)資料，并完整而簡(jiǎn)明地介紹了非線性晶體光學(xué)和非線性光學(xué)晶體應(yīng)用相關(guān)的基礎(chǔ)理論，有很重要的學(xué)習(xí)和參考價(jià)值。其后，《非線性光學(xué)晶體手冊(cè)》作者之一的D．N．Nikogosyan又在該手冊(cè)的基礎(chǔ)上，重新編著了《非線性光學(xué)晶體——一份完整的總結(jié)》一書。這本書從體例上基本上繼承了《非線性光學(xué)晶體手冊(cè)》的特色和優(yōu)點(diǎn)，翔實(shí)地、有分析和選擇地給出了述及晶體的重要數(shù)據(jù)，并對(duì)晶體的特點(diǎn)及應(yīng)用作出了自己的評(píng)價(jià)。這本書根據(jù)研究和應(yīng)用工作的進(jìn)展，保留了《非線性光學(xué)晶體手冊(cè)》中仍然有重要應(yīng)用和參考價(jià)值的34種晶體（剔除了43種），又代之以新的30種晶體，并對(duì)所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行了更新和校對(duì)。這兩本書的出版，從一個(gè)側(cè)面反映了非線性光學(xué)晶體研究領(lǐng)域的快速發(fā)展。從上述兩本書所收集的晶體，我們可以欣慰地看到中國(guó)晶體生長(zhǎng)工作者在非線性光學(xué)晶體領(lǐng)域的成就和貢獻(xiàn)。自20世紀(jì)80年代以來，我國(guó)非線性光學(xué)晶體的研究從跟蹤仿制到走上獨(dú)立研究和發(fā)展新材料的歷史，是我國(guó)科學(xué)發(fā)展的一個(gè)縮影。其中值得指出的是，我國(guó)科學(xué)工作者運(yùn)用分子設(shè)計(jì)學(xué)方法相繼發(fā)現(xiàn)了B-BBO、LBO和KBBF等重要的非線性光學(xué)晶體。2009年2月《自然》雜志專門撰文介紹了中國(guó)深紫外非線性光學(xué)晶體研究在國(guó)際上的領(lǐng)先狀況，認(rèn)為“其他國(guó)家在晶體生長(zhǎng)方面的研究目前來看是無法趕上中國(guó)的”。從第一本書修訂出版的1999年，到后一本書出版的2005年，新發(fā)展的30種晶體中，至少有一半以上的晶體是由中國(guó)科學(xué)家首先發(fā)現(xiàn)或已經(jīng)做了大量工作的。這兩本書從一個(gè)角度反映了中國(guó)在非線性光學(xué)晶體研究領(lǐng)域的成就。

內(nèi)容概要

　　本書是根據(jù)施普林格出版社（Sprroger）出版的V.G.Dmitriev等著《非線性光學(xué)晶體手冊(cè)》（Handbook 0f Nonlinear Optical crystals）1999年第三版譯出。原著第一版于1990年出版，第二版于1997年出版，第三版是在前兩版的基礎(chǔ)上修訂而成的?！　”緯占?999年以前被人們廣泛研究和應(yīng)用的77種非線性光學(xué)晶體，按照基本的非線性光學(xué)晶體、常用的非線性光學(xué)晶體、其他無機(jī)非線性光學(xué)晶體和其他有機(jī)非線性光學(xué)晶體的次序排列。對(duì)于每一種晶體都給出了包括當(dāng)時(shí)最新發(fā)表的所有基本數(shù)據(jù)：晶體的對(duì)稱性及結(jié)構(gòu)、密度、硬度、線性吸收系數(shù)、折射率、折射率溫度系數(shù)、相位匹配角、“走離”角、非線性過程的群速失配、有效非線性系數(shù)、熱導(dǎo)率、光損傷閾值以及晶體的電光系數(shù)和非臨界相位匹配溫度等，并給出了所有數(shù)據(jù)的來源（參考文獻(xiàn)），當(dāng)有不同來源數(shù)據(jù)時(shí)，除悉數(shù)收入外，還給出適當(dāng)?shù)脑u(píng)論與指導(dǎo)?！　”緯€簡(jiǎn)明、扼要、準(zhǔn)確地給出了非線性晶體光學(xué)的基本框架，介紹了涉及非線性光學(xué)晶體的基本概念、主要類型、基本特性，給出了常用的基本公式和圖表。除此外，還介紹了非線性光學(xué)晶體的應(yīng)用，包括和頻、差頻、光學(xué)參量振蕩以及各類激光器的諧波發(fā)生結(jié)果。　　本書概念清晰，實(shí)際應(yīng)用性強(qiáng)、數(shù)據(jù)翔實(shí)準(zhǔn)確，實(shí)為從事與非線性光學(xué)晶體及激光技術(shù)相關(guān)的科研人員、技術(shù)人員和教學(xué)人員必備的工具書和重要的參考書。

作者簡(jiǎn)介

作者：(俄羅斯)德米特里耶夫(V.G.Dmitriev) (亞美尼亞)古爾扎姜(G.G.Gurzadyan) (俄羅斯)尼科戈相(D.N.Nikogosyan) 譯者：王繼揚(yáng) 解說詞：吳以成

書籍目錄

縮略語(yǔ)表第1章 引言第2章 非線性晶體光學(xué)　2.1 在非線性介質(zhì)中三波和四波（三頻率和四頻率）相互作用　2.2 相位匹配條件　2.3 單軸晶體的光學(xué)　2.4 單軸晶體相位匹配類型　2.5 在單軸晶體中相位匹配角的計(jì)算　2.6 單軸晶體表面光波的反射和折射　2.7 雙軸晶體光學(xué)　2.8 雙軸晶體的相位匹配類型　2.9 雙軸晶體中相位匹配角的計(jì)算　2.10 晶體對(duì)稱性和有效非線性：?jiǎn)屋S晶體　2.11 晶體對(duì)稱性和有效非線性：雙軸晶體　2.12 非線性頻率轉(zhuǎn)換效率理論　2.13 波失配和相位匹配帶寬　2.14 在一些特殊情況下非線性頻率轉(zhuǎn)換效率的計(jì)算　　2.14.1 平面波固定場(chǎng)近似　　2.14.2 基波虧損（“非線性范圍”）　　2.14.3 在固定場(chǎng)近似下發(fā)散基波輻射線束的sHG　　2.14.4 在非線性范圍內(nèi)發(fā)散基波輻射線束的sHG　　2.14.5 固定強(qiáng)度近似　　2.14.6 超短激光脈沖的頻率轉(zhuǎn)換　　2.14.7 在穩(wěn)態(tài)范圍中有限孔徑激光束的頻率轉(zhuǎn)換　　2.14.8 線性吸收　2.15 其他評(píng)論第3章 非線性光學(xué)晶體的性質(zhì)　3.1 基本的非線性光學(xué)晶體　　3.1.1 LiB305，三硼酸鋰（LBO）　　3.1.2 KH2P04，磷酸二氫鉀（KDP）　　3.1.3 KD2PO4，氘化磷酸二氫鉀（DKDP）　　3.1.4 NH4H2PO4，磷酸二氫銨（ADP）　　3.1.5 p—BaB2O4，偏硼酸鋇（BBO）　　3.1.6 LilO3，碘酸鋰　　3.1.7 KTiOPO4，磷酸鈦氧鉀（KTP）　　3.1.8 LiNbO3，鈮酸鋰　　3.1.9 KNbO3，鈮酸鉀　　3.1.10 AgGaS2，硫鎵銀　　3.1.11 ZnGeP2，磷鍺鋅　3.2 常用的非線性光學(xué)晶體　　3.2.1 KB5O8·4H2O，四水合五硼酸鉀（KB5）　　3.2.2 CO（NH2）2，尿素　　3.2.3 CsH2AsO4，砷酸二氫銫（CDA）　　3.2.4 CsD2AsO4，氘化砷酸二氫銫（DCDA）　　3.2.5 KTiOAsO4，砷酸鈦氧鉀（KTA）　　3.2.6 MgO：LiNbO3，氧化鎂摻雜鈮酸鋰　　3.2.7 Ag3AsS3，淡紅銀礦　　3.2.8 GaSe，硒化鎵　　3.2.9 AgGaSe2，硒鎵銀　　3.2.10 CdSe，硒化鎘　　3.2.11 CdGeAs2，砷鍺鎘　3.3 其他無機(jī)非線性光學(xué)晶體　　3.3.1 KB5O8·4D2O3氘化四水合五硼酸鉀（DKB5）　　3.3.2 CsB305，三硼酸銫（CBO）　　3.3.3 BeSO4·4H2O，四水合硫酸鈹　　3.3.4 MgBaF4，氟化鋇鎂　　3.3.5 NH4D2P04，氘化磷酸二氫銨（DADP）　　3.3.6 RbH2PO4，磷酸二氫銣（RDP）　　3.3.7 RbD2P04，氘化磷酸二氫銣（DRDP）　　3.3.8 KH2As04，砷酸二氫鉀（KDA）　　3.3.9 KD2AsO4，氘化砷酸二氫鉀（DKDA）……　3.4 其他有機(jī)非線性光學(xué)晶體　3.5 結(jié)晶石英的性質(zhì)　3.6 新進(jìn)展第4章 非線性晶體的應(yīng)用參考文獻(xiàn)附錄常用激光器的波長(zhǎng)名詞索引譯者后記

章節(jié)摘錄

插圖：

后記

功能晶體研究是功能材料研究中的一個(gè)熱點(diǎn)和前沿領(lǐng)域。在我國(guó)晶體生長(zhǎng)有著悠久的歷史和傳統(tǒng)。我國(guó)現(xiàn)代的晶體生長(zhǎng)研究工作自20世紀(jì)50年代后期開始，從模仿和跟蹤國(guó)際新晶體和有用晶體的生長(zhǎng)起步。到80年代初，以偏硼酸鋇（β-BBO）晶體的發(fā)現(xiàn)、生長(zhǎng)和應(yīng)用為標(biāo)志，我國(guó)的功能晶體，特別是非線性光學(xué)晶體的探索和研究走上了獨(dú)立自主、創(chuàng)新發(fā)展的道路。近30年來，各種新的、有實(shí)用意義的非線性光學(xué)晶體在我國(guó)涌現(xiàn)，并成為國(guó)際公認(rèn)具有領(lǐng)先水平的材料領(lǐng)域。非線性光學(xué)的基本參數(shù)是晶體研究工作的結(jié)果，同時(shí)又是晶體應(yīng)用的基礎(chǔ)。由于各種晶體的研究結(jié)果發(fā)表于全世界各種不同的學(xué)術(shù)刊物，同一晶體的性質(zhì)，不同研究者獲得的結(jié)果又各有差異（由于晶體質(zhì)量和測(cè)試條件的差異），因此，獲得系統(tǒng)、可靠的晶體基本性質(zhì)資料是從事晶體研究和應(yīng)用的科技工作者共同的愿望。本人長(zhǎng)期從事功能晶體的生長(zhǎng)工作，非常了解朋友和同事們的需求。我于1998年在美國(guó)訪問工作時(shí)，第一次看到剛出版的《非線性光學(xué)晶體手冊(cè)》（第二版）時(shí)，就有馬上購(gòu)買的欲望。當(dāng)回到中國(guó)，這本書就被同事和學(xué)生們輾轉(zhuǎn)借閱，不知所終。好在1999年此書又有第三版，當(dāng)我得到這一版后又有不少人借閱。于是我想，既然這本書在中國(guó)這么受歡迎，把它譯成中文在國(guó)內(nèi)出版，豈不是一方面擴(kuò)大了這本書的流通范圍，另一方面又為我國(guó)讀者提供了更大方便？自從有了這一想法，我也一直想抽時(shí)間動(dòng)手將其譯成中文。但無奈此心雖有，空閑卻無。直到人過六十，一些雜事從身上卸下，終于有了動(dòng)手的機(jī)會(huì)。而當(dāng)翻譯《非線性光學(xué)晶體手冊(cè)》之時(shí)，又見到新版的《非線性光學(xué)晶體——一份完整的總結(jié)》一書。雖然兩書出版時(shí)間有先后，但各有特色、相互補(bǔ)充，可謂珠聯(lián)璧合。于是我將兩本書一起譯成了中文，又由老友吳以成院士進(jìn)行校對(duì)。

編輯推薦

《非線性光學(xué)晶體手冊(cè)(第3版修訂本)》歷經(jīng)三版，收集了20世紀(jì)60年代開始到1999年為止被人們廣泛研究和應(yīng)用的77種非線性光學(xué)晶體的基本數(shù)據(jù)資料，并完整而簡(jiǎn)明地介紹了與非線性晶體光學(xué)和非線性光學(xué)晶體應(yīng)用相關(guān)的基礎(chǔ)理論。與《非線性光學(xué)晶體手冊(cè)(第3版修訂本)》同時(shí)翻譯出版的《非線性光學(xué)晶體——一份完整的總結(jié)》，則總結(jié)了21世紀(jì)以來在非線性光學(xué)晶體研究和應(yīng)用方面的最新成就，為讀者提供了最新的發(fā)展領(lǐng)域和發(fā)展趨勢(shì)。兩《非線性光學(xué)晶體手冊(cè)(第3版修訂本)》相結(jié)合，給出了近50年非線性光學(xué)晶體研究的概貌、最主要的理論和材料成果，為讀者了解非線性光學(xué)晶體研究和發(fā)展的全貌提供了重要的基礎(chǔ)，對(duì)于非線性光學(xué)晶體及激光技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域的科技工作者具有重要的參考價(jià)值。

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